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一种控制单晶高温合金再结晶的方法

技术摘要:
本发明公开了一种控制单晶高温合金再结晶的方法,所述方法包括步骤:S1,通过定向凝固浇铸并去除表面型壳后获得单晶高温合金铸件;S2,对所述单晶高温合金铸件进行电火花放电加工并清洗;S3,对所述单晶高温合金铸件进行抛修并清洗;S4,对所述单晶高温合金铸件进行固  全部
背景技术:
单晶高温合金因具有较高的高温强度、优异的蠕变与疲劳抗力以及良好的抗氧化 性、抗热腐蚀性、组织稳定性和使用可靠性,广泛应用于航空发动机、燃气轮机等先进动力 推进系统涡轮叶片等部件。 单晶高温合金叶片在铸造、加工、搬运及服役等过程中均有可能产生塑性变形,在 经过固溶等热处理和服役过程受到中高温的燃气作用下,很容易导致表面再结晶的产生。 再结晶是单晶高温合金叶片生产和服役过程中常见的缺陷,再结晶的产生引入了横向晶 界,破坏了单晶高温合金叶片组织的完整性,将会显著降低其服役过程中的高温拉升、持 久、疲劳、蠕变等力学性能,影响其使用寿命。 目前采用回复热处理、渗碳、表面腐蚀等方法控制单晶高温合金再结晶的方法,但 回复热处理、渗碳、表面腐蚀等对再结晶的控制非常有限,且表面腐蚀会影响非再结晶区域 的表面质量,对单晶高温合金叶片造成不可恢复的损坏,在生产过程中很难得到推广。而单 晶高温合金叶片在制造过程中经常需要对其进行表面修型和加工处理,而经过加工处理 后,不可避免会在单晶高温合金叶片表面产生塑性形变,传统的机加抛修方式经过固溶热 处理之后集聚在单晶高温合金叶片表面的塑性形变则以再结晶的方式产生。为此,行业内 通常将固溶热处理提前至抛修、加工工序之前,但单晶叶片在服役过程中受到高温燃气的 长期侵蚀下,表面的塑性形变又以再结晶的形式释放,导致单晶叶片性能大幅降低,严重影 响其使用寿命。
技术实现要素:
本发明的目的是在于解决控制单晶高温合金再结晶的问题。 针对上述技术问题,本发明提出了一种控制单晶高温合金再结晶的加工工艺方 法,所述方法包括步骤: S1,通过定向凝固浇铸并去除表面型壳后获得单晶高温合金铸件; S2,对所述单晶高温合金铸件进行电火花放电加工并清洗; S3,对所述单晶高温合金铸件进行抛修并清洗; S4,对所述单晶高温合金铸件进行固溶热处理; S5,对所述单晶高温合金铸件固溶后进行腐蚀和微观组织分析。 优选的,在所述步骤S1之后,在所述步骤S2之前,还包括步骤S1.5: 对单晶高温合金铸件进行表面宏观腐蚀并清洗。 优选的,所述步骤S2中,对所述单晶高温合金进行表面宏观腐蚀的过程是采用盐 酸、硫酸铜混合液对所述单晶高温合金表面进行宏观腐蚀。 3 CN 111593399 A 说 明 书 2/4 页 优选的,所述步骤S2中,对所述单晶高温合金进行第一次清洗是通过清水进行清 洗。 优选的,所述步骤S3中,对所述单晶高温合金铸件进行电火花放电加工的过程包 括: 用随形石墨电极或铜电极与电火花机的负极连接,将所述单晶高温合金铸件与所 述电火花机的正极连接,然后对所述单晶高温合金铸件进行粗加工放电、半精加工放电和 精加工放电。 优选的,所述粗加工放电、半精加工放电和精加工放电的工艺参数为: 电流大小<5A,周率60-20,火花间隙<0.1mm。 优选的,所述步骤S3中,对进行电火花放电加工后的单晶高温合金铸件进行第二 次清洗的过程包括: 将所述单晶高温合金铸件放入工业酒精中浸泡10-15min。 优选的,所述步骤S4中,对所述单晶高温合金铸件进行抛修的过程包括: 用气动抛修机对所述单晶高温合金铸件进行抛修光饰,抛修所用压缩空气为干燥 无油压缩空气,压力<0.65Mpa。 优选的,所述步骤S4中,对所述单晶高温合金铸件进行气动抛修所采用的纤维油 石。 优选的,所述步骤S5中,对所述单晶高温合金铸件进行固溶热处理的过程包括: 将洗净后的单晶高温合金放入真空热处理炉中,待真空度到达预设要求后,静置 10-15min,从室温升温至950℃,保温1-5min,再升温至1100℃,保温1-5min,升温至1250℃, 保温1min,升温至1310℃,保温2h,氩气气淬冷却,保证冷却速度大于60℃/min,冷却至60 ℃,静置5-15min。 与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:基于以上
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